DE1966294C3

DE1966294C3 - Vane ring structural units of a hydrodynamic torque converter. Eliminated from: 1902189

Info

Publication number: DE1966294C3
Application number: DE1966294*A
Authority: DE
Inventors: Karl Gustav Stockholm Ahlen
Original assignee: Srm Hydromekanik Stockholm AB
Current assignee: Srm Hydromekanik Stockholm AB
Priority date: 1968-01-19
Filing date: 1969-01-17
Publication date: 1974-08-08
Also published as: JPS571711B1; SE347804B; NO132369C; DE1902189B2; DE1966294B2; GB1235561A; DE1966294A1; CS196232B2; US3543517A; DE1902189A1; FI55080B; BE727011A; FI55080C; NO132369B; NL6900890A; FR2000459A1; CH532214A

Description

ilfflfangsrichtung erlaubt trotzdem eine auch unter kranzes 22 der ersten Turbinenstufe mit diesenThe longitudinal direction nevertheless allows a ring 22 of the first turbine stage with these

j "π im Betrieb vorkommenden Temperaturschwan- Schaufeln einstückig ausgebildet ist.j "π occurring in operation temperature swan blades is integrally formed.

ν neen ausreichende Zentrierung und gestattet die Wie aus Fig. 1 ersichtlich tit, sind die ^Scnauie'"ν neen sufficient centering and allows the As can be seen from Fig. 1, the ^snauie '"

fftera-aeung aller auch unter extremen Bedingun- blauer in Längsrichtung konisch ausgeoüdet, uno acfftera-aeung of all, even under extreme conditions, tapered longitudinally, uno ac

im Betrieb auftretende Drehmomente. Die in der 5 Querschnitt der Schaufelblätter in Ebenen normal zuTorques occurring during operation. The 5 cross section of the blades in planes normal to

fL· erzielbare Herstellungsgenauigkeit ist, wie Ver- ihren Hauptachsen besitzt die gleiche y¹"",.·⁰"" fL · achievable manufacturing accuracy is how V its main axes have the same y ¹ "",. · ⁰ ""

S ergegen haben, so groß, daß die Wirkungs- und ändert sich nur in der Größe längs der BlauenS ergegen have so great that the effect and changes only in size along the blue

«de der in der laufenden Fertigung hergestellten Auf diese Weise ist es möglich, bsi ^HerstellungIn this way it is possible to manufacture

Ctriebe innerhalb eines Toleranzbereiches von 1 °/_a der Schaufelblätter für die Massenproduktion gc^sCdrives within a tolerance range of 1 ° / _{a of} the blades for mass production gc ^ s

bleiben und zwar auch bei Drehmomentwandlern io nete Gießtechniken anzuwenden. Eine solcdc λληremain and apply ionized casting techniques even with torque converters. A solcdc λλη

u hohem Leistungsvermögen, die sonst empfindlich struktion der Schaufelblätter hai nicht nur diejuu-u high performance, the otherwise sensitive structure of the shovel blades hai not only

Senüber Abweichungen in der Formgenauigkeit rechterhaltung eines gleichbleibenden WirkungsgrOver deviations in the form accuracy right maintenance of a constant efficiency

⁶^nH DemRCgcnüber betragen bei den nach bisheri- des zur Folge, sondern verbessert darüber ömausi ⁶ ^ nH DemRCgcnüber result in the following, but improved over it ömausi

ϊη Konstfuktions- und Fertigungsprinzipien herge- unerwarteter Weise den ^ungs^ad ate*^ ^^u ϊη construction and manufacturing principles unexpectedly change the ^ ungs ^ ad ate * ^ ^ ^u

Slicn Drehmomentwandlern der in Frage stehen- 15 diesem Zwecke ist es vorteilhaft, in der W »^ ^Slicn torque converters of the in question- 15 for this purpose it is advantageous in the W »^ ^

S Α« die Abweichungen bis zu 5»/„. Die Erfin- die Bauteile des Schaufelblattsystemsjotac.spanendeS Α «deviations up to 5» / “. The invention the components of the airfoil system jotac.spanende

d 'ng schafft somit einen Drehmomentwandler hoher Bearbeitung auch nur eines dieser bauteiled 'ng thus creates a high-machining torque converter for just one of these components

^Z gleicher Erzielung niedriger Herste,- - ^^™^™* ^A ^ Z same achievement of lower manufactures, - - ^^ ™ ^ ™ * ^ A

Ιβ» Weiterbildungen der Erfindung sind aus den F i g. 2 bis 7 hervor. Grund*_tzIirf, sind d,eFurther developments of the invention are shown in FIGS. 2 to 7. Grund * _tzI irf, are d, e

_ta den Unteransprüchen aufgeführt. Schaufelblätter einstückig mit einer Sctobe _ta the subclaims listed. Shovel blades in one piece with a Sctobe

nie Erfindung wird nachstehend an Hand einiger einem Kernnng ausgebildet, und ihre treenIn the following, the invention will never be developed on the basis of a few core elements and their results

-&T£L. HU» eine, Un₆- ^n SÄÄ^-S einen Drehmomentwandler nach der Erfindung, gewährleisten, ist eines der Baut eile, ™^SP' _d - & T £ L. HU »an, Un ₆ - ^ n SÄÄ ^ -S a torque converter according to the invention, guarantee is one of the components, ™ ^S P ' _d

^CT,2 einen Querschnitt nach Linie 11-11 in 30 der S™« ^Jre^Schaufe^a ^C T, 2 a cross-section along line 11-11 in 30 of the S ™ «^ Jre ^ Schaufe ^ a

^{F 1}F⁸Ig- 3 einen Schnitt durch den Turbinenteil des Querschnitt versehen, während ^andere Kernen ^{F 1} F ⁸ Ig- 3 provided a section through the turbine part of the cross section, while ^ other cores

^^^Ssich^s\crnrin_gs des Turbi- ^f^^^ZX l ih d di Pfil h^ -hteck^n Ausnehmungen^^^ Ssich ^ s \ crnrin _g s des Turbi- ^ f ^^^ ZX l ih d di Pfil h ^ -hteck ^ n recesses

^^^Ssich^s\crnrin_gs des Turbi- ^f^^^ZX ^^^ Ssich ^ s \ crnrin _g s des Turbi- ^ f ^^^ ZX

„enteil nach Fig. 3 in Richtung der dortigen Pfeile 35 chen^n -hteck^n Ausnehmungen^3 in the direction of the arrows 35 there are triangular recesses

^IV^.5 eine Schraubverbindung fUr ein Schale, sich imJ^^Sl ^IV ^ .5 a screw connection for a bowl, in theJ ^^ Sl

?n der weiten Turbinenstufe _im Schn.tt nach wahren dm? n the wide turbine stage _{in the} section according to true dm

^i^doS. Querschnitt durch ein Sch.ufc«,l.tt . * Beispi^sweise ^{^^^^Αϊ^ i ^ doS. Cross-section through a Sch.ufc «, l.tt. * For example ^ {^^^^ Αϊ

der zweiten Turbinenstufe in größerem Maßstab und F.g. y™*™^C^J?J£^XTg_m Kernringthe second turbine stage on a larger scale and Fg y ™ * ™ ^C ^ J? J £ ^XT g _m core ring

F ig. 7 ausschnittsweise einen Querschnitt durch schau fc biet te ¹J ^{e n}sU»^c kife 1 ^ _dem Fig. 7 excerpts from a cross section through schau fc offers te ¹ J ^en su » ^c kife 1 ^ _dem

_die Radscheibe des Turbineutei.s und d,c s,c tr.- ausgeb-ld«.^^ahnhcher ^^ _h _the wheel disk of the Turbineutei.s and d, cs, c tr.-aus-ld «. ^^ ahnhcher ^^ _h

DerTnng. 1 dargestellte hydrodynamische Dreh- 45 fein 26 mit ^^^^^^ momentwandler ist ein sogenannter zweistufiger rechteckigem Qucrschn.tt versehen die gsg > DerTnng. 1 illustrated hydrodynamic rotary 45 fine 26 with ^^^^^^ torque converter is a so-called two-stage rectangular cross section provided the gsg >

Wandler. Ein rotierendes Wandlergehäuse 10 bildet chende ^ⁿ^ScSr^c^L· feste Bausein Primärglied und trägt einen Kranz Pumpen- fen ^.^a -^^er ^S die Vorlpiünge 25, wie in Fig.Converter. A rotating transducer housing 10 forms sponding ^ ⁿ ^ SCSR ^ c ^ L · solid Bausein primary member and carries a ring gear pump ^ fen. ^a - ^ ^er ^ S the drafts 25, as in Fig.

der Träger der Schaufeln 18 einer zweien Turbinen- Um ^dcm8f85jyber den _zerlegbar zu ge-the carrier of the blades 18 of a two ^turbine- In order to be able to be _dismantled

stufe, de⁸ren innere Enden einstückig mit einem Kern- 1 «fbrnenschaufe^k a,„ζ 22 te». 1 ^ ^^^stage, the ⁸ ren inner ends in one piece with a core 1 «fbrnenschaufe ^ ka," ζ 22 te ". 1 ^ ^^^

ring 20 ausgebildet sind. Letzterer tragt seinerseits stalten « de AoBc,nnnfe ^ ^ _c].ring 20 are formed. The latter, in turn, carries stalten «de AoBc, nnnfe ^ ^ _c] .

die Schaufeln 22 einer ersten Turbinenstufe. 55 ^"'^"""„^the blades 22 of a first turbine stage. 55 ^ "'^" "" "^

Zwischen den beiden Turbinenstufen befindet sich bla ter gegos«"· «"? J^s rechteckigem QuerschnittBetween the two turbine stages there is a blank «" · «"? J ^s rectangular cross-section

ein Leitrad 24 mit einem daran angeordneten Kranz 22 /von im ^ⁿJJ^c«ⁿ _hc)_]d geformte Lö-a stator 24 with a ring 22 arranged thereon / in ^ ⁿ of JJ ^c ^"n _{_hc)] d} formed solu-

von Leitschaufelblättern 26, die an ,hren inneren Fn- an (F ig 2 und * .die ? _{Durch Bohrunge}nof guide vane blades 26, which belong to inner Fn- (Fig . _{2 and * .that? Through holes} n

den durch einen Ring 28 rmtc.nander verbunden ehe 23 ^imJ^J™/ ₂₂ ^S _{und den} Gußzapfen 22 ftconnected by a ring 28 rmtc.nander before 23 ⁱⁿ J ^ J ™ / ₂₂ ^S _{and the} cast spigot 22 ft

sind Die Schaufelkränze 12, 22, 26 befinden _S1ch in- 60 ,n f^cn ^^ch&f^^tlV^^i° _{12 a} verankerte Zug-The blade rings 12, 22, 26 are located _S1 ch in- 60, n f ^cn ^ ^{ch &} f ^ ^tl V ^^ i ° _{12 a} anchored tension

nerhalb des rotierenden Gehäuses 10 in einer toroid erwecken mc f ™ Au fm mB ,„,,.„„ _{22 it} inside the rotating housing 10 in a toroid awaken mc f ™ Au fm mB, ",,."" _{22 it}

förmigen Arbeitskammer 30, in welcher die Arbe is- ^o zcn2L mittels ν, ^^ ^ _aufg{._shaped working chamber 30, in which the work is- ^ o zcn2L by means of ν , ^^ ^ auf _{{._}

flüssigkeit die Schaufelkränze m der vorerwähnten dem Kern ng ζυ ^au . _d liquid the blade rings m the aforementioned the core ng ζυ ^au . _d

Reihenfolge durchströmt, wobei die Arbe.tskammer dre U MuUe η ^™_{αίε SchaufelbläUe}r 18 derSequence flows through, whereby the working chamber dre U MuUe η ^ ™ _{αίε SchaufelbläUe} r 18 of the

30 innen von den Kernringen 14, 20 und 28 und 6₅ In ^nljher ^c _st„_{ck mU} ^ _Kem.30 inside of the core rings 14, 20 and 28 and 6 ₅ In ^ nljher ^ c _st " _mU ^ _Kem .

außen von dem Gehäuse 10, der Turb.nenradscheibe zweiten ™'ⁿcnstui ^^. ^ ^_{n freien £} outside of the housing 10, the Turb.nenradscheibe second ™ ' ⁿ cnstui ^^. ^^ _{n free £}

SiS? ^rSW^iSS: S^ 2?1Κώ rechteckige VorsprüngeSiS? ^ rSW ^ iSS: S ^ 2? 1Κώ rectangular protrusions

angeformt, die in entsprechend geformte Ausnehmungen 17 der Scheibe 16« eingreifen. Die Schaufelblätter und deren Vorsprünge sind mit Gewindelöchern zur Aufnahme von Befestigungsbolzen 31 versehen, die durch das Turbinenrad 16 α je ein Schaufelblatt 18 und den Kernring 20 hindurchgeführt und mittels Muttern 32 verschraubt sind, um die vorerwähnten Bauteile zusammenzuhalten (F i g. 3).integrally formed, which engage in correspondingly shaped recesses 17 of the disk 16 ″. The blades and their projections are provided with threaded holes for receiving fastening bolts 31 passing through the turbine wheel 16 α depending on an airfoil 18 and the core ring 20 is passed and screwed by means of nuts 32 to the aforementioned components hold together (F i g. 3).

Das vorbeschriebene System von Vorsprüngen und Ausnehmungen wirkt dergestalt, daß die diametral mit Bezug auf die Drehachse einander gegenüberliegenden Vorsprünge und Ausnehmungen die relative Stellung der miteinander verbundenen Teile in einer Richtung senkrecht zu dieser diametralen Verbindungslinie zwischen den Vorsprüngen und Ausnehmungen bestimmt. Auf diese Weise sorgen zwei Paare von um 90° zueinander im Winkel versetzten, diametral gegenüberstehenden Vorsprünge und Ausnehmungen wechselseitig für die Bestimmung der relativen Lage der Teile, und dies wird nur durch die notwendige Toleranz zwischen den Breiten der Vorsprünge und Ausnehmungen beeinflußt, wodurch jede Abweichung von der theoretischen Gestalt zwischen den diametral gegenüberliegenden Vorsprüngen und Ausnehmungen im wesentlichen vollständig eliminiert ist.The above-described system of projections and recesses acts in such a way that the diametrically with respect to the axis of rotation opposing projections and recesses the relative Position of the interconnected parts in a direction perpendicular to this diametrical connecting line determined between the projections and recesses. In this way, two pairs of 90 ° offset to each other ensure that diametrically opposed projections and recesses alternately for determining the relative Location of the parts, and this is only made possible by the necessary tolerance between the widths of the protrusions and recesses affected, eliminating any deviation from the theoretical shape between the diametrically opposite projections and recesses essentially completely is eliminated.

Das Problem der Anpassung des Präzisionsgußverfahrens an die Teile des Schaufelblattsystems umfaßt auch die Lösung des Problems der Befestigung der Turbinen- und Leitschaufelteile an den entsprechenden Wellen, z.B. des Turbinenrads 16a an der Welle 16 ohne Verwendung aufwendiger Methoden. Das Problem, obgleich ähnlich dem zur Befestigung zwischen den Schaufelkränzen und Ringteilen in der oben beschriebenen Weise, hat doch den wesentlichen Unterschied, daß die Schrumpfung der Teile beim Gießen in der Form von den unterschiedlichen thermischen Ausdehnungen beeinflußt wird, die auftreten, wenn beispielsweise eine Aluminiumnabe auf einer Stahlwolle angeordnet wird, und unter diesen Umständen wäre es unvernünftig, Schrumpfverbindungen anzuwenden, und es würde unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten auch nicht praktikabel sein,The problem of adapting the precision casting process to the parts of the airfoil system includes also solving the problem of attaching the turbine and guide vane parts to the corresponding ones Shafts, e.g., the turbine wheel 16a on the shaft 16, without the use of expensive methods. The problem, albeit similar to that for fastening between the blade rings and ring parts in the described above, the main difference is that the shrinkage of the parts when pouring in the mold is influenced by the different thermal expansions that occur, when, for example, an aluminum hub is placed on top of a steel wool, and under them In circumstances it would be unreasonable to use shrink-fit connections and it would be under economical Also not be practical,

ίο mit eingegossenen Lagerbuchsen zu arbeiten.ίο to work with cast-in bearing bushes.

F i g. 7 zeigt in diesem Zusammenhang, wie eine Verbindung zwischen einer Aluminiumnabe und einer Stahlwelle derart hergestellt werden kann, daß praktisch der Einfluß der Ausdehnung der Nabe durch Temperaturanstieg auf den Sitz zwischen Nabe und Schaft ausgeschaltet wird. Die geringe Festigkeit des Materials mit größerer Wärmeausdehnung wird dadurch kompensiert, daß der Durchmesser der Welle (Stahl) und der Durchmesser der Nabe (AIu-F i g. 7 shows in this context how a connection between an aluminum hub and a steel shaft can be made so that practically the influence of the expansion of the hub is switched off by a rise in temperature on the seat between the hub and shaft. The low strength of the material with greater thermal expansion is compensated by the fact that the diameter of the Shaft (steel) and the diameter of the hub (AIu-

ao minium) so gewählt werden, daß sie sich sowohl der Festigkeit der beiden Materialien wie auch der Anzahl der verwendeten Zähne anpassen, so daß die ineinandergreifenen Oberflächen das Material mit der geringeren Festigkeit kompensieren.ao minium) are chosen so that they are both the Adjust the strength of the two materials as well as the number of teeth used so that they mesh Surfaces compensate for the material with the lower strength.

as Wie F i g. 7 zeigt, erbringt die Breite α der Zähne an der WeSIe (oder einer aus Stahl bestehenden Hülse) dieselbe Tragfähigkeit wie die Zähne der äußeren Nabe, die beispielsweise aus Aluminium besteht und eine Zahnbreite b besitzt.as As F i g. 7 shows that the width α of the teeth on the WeSIe (or a sleeve made of steel) provides the same load-bearing capacity as the teeth of the outer hub, which is made of aluminum, for example, and has a tooth width b .

Die vorerwähnten Merkmale sind bei allen Produktionseinheiten anwendbar, und die Kosten dieser Einheiten werden, weil sie nun die Anwendung des Präzisionsgußverfahrens gestatten, bis zu 50⁰O gesenkt. The aforementioned features are applicable to all production units, and the cost of these units are now because they permit the application of Präzisionsgußverfahrens, up to 50 ⁰ O lowered.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

1 2 ^ ring (22Λ) with a taper towards the toroidal core, claims: the blade blades (26) of a guide vane ring in one piece with a toroidal ring

1. Structural units of a working chamber which carry the blade ring and limit it towards the outside hydrodynamic torque converter, whose 5 wheel disc (24) is also tapered for Blade rings each with one of them a toroid core and the blade blades (18) one closing ring elements to a single second turbine blade ring either em-casting are combined, with one of the lumpy with one the toroidal working chamber ring elements in the blade ring unit from the outwardly limiting wheel disk (16 α) a non-rotatably arranged on a converter shaft or a core part of the toroidal Arneten Wheel disc is formed, thereby forming the side ring (20) below indicates that a structural unit is formed tapering towards its free end the end parts (18, 2β; 22; 16Λ; 16) are exclusive.

Hch by form-fitting in the circumferential direction

Engagement of several, in pairs diametrically to the rotary 15
Axis opposite to each other, distributed around the axis of rotation and radially to this with play The genus centering effecting flanks, at least in the case of ao, requires very high tool costs, especially there, one of the components connected to one another in a precision casting process manufactured in a torque converter for motor vehicles. In such cases one is downgraded. setting of the manufacturing costs under the

2. converter assembly according to claim 1, since the constant task of reducing all costs, characterized in that the number of pairs as is extremely desirable. For the manufacture of hydraulic of projections and recesses straight torque converter was previously only the Mög-Hg is. possibility of using either a torque converter

3. converter assembly according to claim 1 or 2, relatively low performance, characterized in that the blades can be made fold and cheaply or a high-performance converter (22, 26, 18) to the one-piece with them 30 stungswandler with torque multiplication and guided ring element (22 A, 24, 20) to create pathways-good efficiency, which then, however, have axial projections (18/1) at the ends, the circumferential direction of which is parallel to the circumferential direction and is consequently also correspondingly expensive was in accordingly.

formed openings or recesses 35 The previously for the cheap types of torque

(16 E) of the second ring element (20, 28, 16 a) ment transducers used manufacturing methods

engage with radial play. are either stamped steel parts with one another

4. Converter assembly according to claim 3, which is to be welded or comparatively raw, characterized in that the lugs (18 A) blade components manufactured in Feingußverfah Ren to use the perforations or recesses. Both manufacturing methods according to (16 E) with a sliding fit guided in the radial direction only allow the construction of converters with proportionally, moderately low, economically usable torque

5. converter unit according to claim 1 or 2, ment gear ratios when starting and characterized in that the non-rotatable Ver in operation.

binding between the wheel disc and the shaft 45 converter with large torque ratio and

in a manner known per se by means of a Keilwel- good efficiency up to now either with

len connection made with parallel flanks of the wedges drawn blade profiles that are attached to them

(16 b) or keyways is made, with enclosing ring elements being riveted, or

the radial wedge height in relation to the over it contain milled profiles, for example with

the circumference measured wedge width (a, b) are 50 brazed to the ring elements. It is also

The dimension is that the wedges of the shaft (16) and the blades of the shaft (16) know for the transmission higher

the wedges of the wheel disc (16 a) have the same load capacities provided torque converters

ability in relation to the turning to be transmitted, the costs for the blade manufacture are not so

own moment. weigh heavily, using steel blanks

6. converter module according to claim 5, da- 55 produce profile milling machines.

characterized in that the shaft (16) from the object of the invention is to provide a solution for the. Steel and the wheel disc (16 A) are made of aluminum in a known way of structural units carrying the blade ring and that in a hydrodynamic torque converter, in a known way, to create the ratio of the circumferential, through which a high power direction is measured, wedge width (α or b) for ra- 60 capacity, ie a good efficiency, even with the wedge height of the wedges (16 c) of the wheel production in large-scale production while avoiding the disk (16 a) is greater than with the wedges (16 b) previously required to achieve this result (16). can maintain the high manufacturing costs.

7. Converter assembly according to one of the An This object is achieved by the characteristics of Proverbs 1 to 6, characterized in that the features listed in claim 1 are achieved.
Blade blades (22) of a first turbine show By the invention, the manufacturing Kofelkranzes are integrally lowered with a most toroidal most. Lateral engagement of the projections and recesses in the mutually positive-locking working chamber to the outside